طراحی فعالیت آموزشی برای تدریس گرانش با شبیه ساز های آنلاین کامپیوتری
کد مقاله : 1271-HAF6
نویسندگان
امیررضا گل صنملو *
دانشگاه فرهنگیان علامه امینی تبریز
چکیده مقاله
پژوهش حاضر به بررسی تجربی رابطه نیروی گرانش با جرم و فاصله بین دو جسم با استفاده از شبیه‌ساز «آزمایشگاه نیروی گرانش» پلتفرم PhET می‌پردازد. هدف این مطالعه، تحلیل سیستماتیک و کمی متغیرهای مؤثر بر نیروی گرانش و ارزیابی انطباق نتایج به‌دست‌آمده با پیش‌بینی‌های نظریه نیوتن است. در این راستا، با استفاده از روش‌های شبیه‌سازی رایانه‌ای، داده‌های مربوط به نیروی گرانش بین دو جسم با جرم‌های مختلف و فاصله‌های متغیر جمع‌آوری و تحلیل شد.
یافته‌های پژوهش نشان می‌دهد که نیروی گرانش به‌طور مستقیم و خطی با حاصل ضرب جرم دو جسم رابطه دارد، به‌طوری‌که ضریب تعیین R² برابر با ۰.۹۹۸ محاسبه شده است. همچنین، نتایج نشان‌دهنده این است که نیروی گرانش با مربع فاصله بین مراکز جرم دو جسم رابطه معکوس غیرخطی دارد. این یافته‌ها به‌وضوح تأییدکننده نظریه نیوتن در مورد گرانش هستند و خطای نسبی محاسبه‌شده کمتر از ۰.۵ درصد است.
نتایج این مطالعه نشان‌دهنده کارایی شبیه‌سازهای تعاملی در آموزش مفاهیم پیچیده فیزیک و قابلیت استفاده از آن‌ها به‌عنوان جایگزینی مناسب برای آزمایشگاه‌های سنتی است. این پژوهش می‌تواند به عنوان یک منبع آموزشی مؤثر برای دانش‌آموزان و دانشجویان در درک بهتر اصول گرانش و تعاملات بین اجسام مورد استفاده قرار گیرد. به‌علاوه، نتایج به‌دست‌آمده می‌تواند زمینه‌ساز تحقیقات آینده در حوزه‌های مرتبط با فیزیک گرانش و شبیه‌سازی‌های آموزشی باشد.
کلیدواژه ها
نیروی گرانش، شبیه‌سازی فیزیک، آموزش تعاملی، قانون جهانی گرانش، ثابت گرانش.
وضعیت: پذیرفته شده برای ارسال فایل های ارائه پوستر